面對卓越工程師目標(biāo)的理工數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐
一、構(gòu)建工科數(shù)學(xué)系列課程的實(shí)踐教學(xué)體系
針對我國現(xiàn)行的工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式存在重理論、輕實(shí)踐，重精深、輕綜合，不利于現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)的問題，本課題組首先構(gòu)建工科數(shù)學(xué)系列課程的實(shí)踐教學(xué)體系。
將實(shí)踐教學(xué)活動分為三個層次。第一層次是基本訓(xùn)練，主要是“認(rèn)知”。本層次以演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。通過數(shù)學(xué)軟件畫出圖形、圖像，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)基本概念、定理、公式的理解，通過案例融入數(shù)學(xué)建模思想，經(jīng)過計算和結(jié)果的分析使學(xué)生進(jìn)一步理解基本理論和應(yīng)用，使抽象的理論直觀表現(xiàn)出來，提高學(xué)生對理論教學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和探索精神。第二層次是應(yīng)用訓(xùn)練，主要是“用知”，數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐訓(xùn)練由三大基礎(chǔ)課所對應(yīng)的數(shù)學(xué)軟件及其應(yīng)用組成。該層次的作用是培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識的能力，接受基本的科研訓(xùn)練。第三層次是創(chuàng)新訓(xùn)練，是“創(chuàng)造新知識”即’‘創(chuàng)知”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，由數(shù)學(xué)建模實(shí)踐和數(shù)學(xué)建模競賽組成。該層次實(shí)驗(yàn)與學(xué)生課外科技活動相結(jié)合，研究內(nèi)容根據(jù)市場、社會和專業(yè)教師科研項(xiàng)目的需要，自主設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可來自企業(yè)或社會實(shí)踐.或教師教學(xué)、科研派生的題目，可以是往年的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題目，由學(xué)生自選，整個實(shí)踐活動由學(xué)生獨(dú)立完成。通過這三個層次的實(shí)踐教學(xué)活動，鍛煉了學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。
二、改革工科數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和方法
(一)改革教學(xué)內(nèi)容
為了將數(shù)學(xué)建模思想融于工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程中，本課題在工科數(shù)學(xué)中安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時，并針對部分內(nèi)容。編寫融數(shù)學(xué)建模思想于教學(xué)中的教案集和小實(shí)驗(yàn)。教師在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容.以理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合.將部分核心概念和重要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)化，并通過計算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行演示、計算，讓學(xué)生知道所學(xué)的概念、定理和公式，并不是無本之木、無源之水，而是有其現(xiàn)實(shí)的來源與背景，有其物理意義。同時，安排小實(shí)驗(yàn)或選用課題組編寫的應(yīng)用案例，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識自己尋找解決問題的思路和方法，使學(xué)生真正領(lǐng)會數(shù)學(xué)概念的精神實(shí)質(zhì)，知道數(shù)學(xué)理論的來龍去脈，學(xué)會數(shù)學(xué)的思想方法和應(yīng)用數(shù)學(xué).實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。
為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)實(shí)踐能力，開設(shè)數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用的選修課，使學(xué)生學(xué)會應(yīng)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的能力，掌握將學(xué)到的知識用到實(shí)際中去解決問題的方法。在教學(xué)過程中.重點(diǎn)加強(qiáng)了讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)建模的思想、方法和運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二)改革教學(xué)方法
采用雙主體教學(xué)法，構(gòu)建師生雙向互動式的課堂教學(xué)。教學(xué)活動中的兩個主體分別是教師和學(xué)生，雙方只有在共同參與、相互合作的條件下，才能相互促進(jìn)、相互提高，取得較好的課堂教學(xué)效果。在教學(xué)兩個主體中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生積極主動地參與到教學(xué)活動中最為重要。因此，教師力求用一些深入淺出、貼近生活的實(shí)際例子，將教學(xué)內(nèi)容化難為易，化抽象為具體。
使所有學(xué)生都能參與到教學(xué)中。這不僅營造了一個輕松愉快的教學(xué)氛圍，同時讓學(xué)生理解和掌握所講的問題。從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高了教學(xué)效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。案例教學(xué)法不僅是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性的一種較好的教學(xué)工具，而且是把學(xué)生引導(dǎo)到實(shí)際問題中去分析、思考和討論，并提出解決問題的基本方法和途徑的一種教學(xué)方法。案例教學(xué)法還可以將理論與實(shí)際緊密聯(lián)系起來，使學(xué)生在課堂上就能接觸到大量的實(shí)際問題，對提高學(xué)生綜合分析和解決實(shí)際問題的能力大有幫助。本課題通過案例教學(xué)使學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識處理和解決一些現(xiàn)實(shí)生活中的具體問題，培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和創(chuàng)新能力。
引入討論式教學(xué)法.師生共同學(xué)習(xí)。討論式教學(xué)法，就是以合作學(xué)習(xí)、合作探索以及研討式教學(xué)為具體形式，充分發(fā)揮群體的功能，集思廣益、變“個體學(xué)習(xí)”為“小組學(xué)習(xí)”和 “小組間學(xué)習(xí)”的一種教學(xué)方法。通過討論式教學(xué)加強(qiáng)了師生之間、學(xué)生之間的情感溝通和信息交換，達(dá)到了共同提高的目的。學(xué)生不僅獲得了知識、提高了能力、開闊了視野，還培養(yǎng)了觀察力和想象力，學(xué)習(xí)和掌握了解決問題的數(shù)學(xué)思想和方法，這使得他們將來在工作中擁有較強(qiáng)的優(yōu)勢。
三、結(jié)束語
在教學(xué)中通過加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生用數(shù)學(xué)思想、概念、方法解決工程問題的能力和把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型的能力。通過“認(rèn)知”、“用知”和“創(chuàng)知”三個層次的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。通過雙主體教學(xué)、案例教學(xué)和討論式教學(xué)，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高了教學(xué)效果。同時，培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力、學(xué)習(xí)能力、研究和探索能力。
針對卓越工程師教育培養(yǎng)計劃中提出的強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，應(yīng)用型大學(xué)工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的重點(diǎn)是樹立學(xué)以致用的教學(xué)理念，構(gòu)建理論緊密聯(lián)系工程實(shí)際的教學(xué)體系，建立敢于創(chuàng)新的教育觀念，引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)方法，科學(xué)合理地選擇教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)創(chuàng)新人才的需要。
針對這一現(xiàn)狀，本課題組的教師以“卓越計劃”的機(jī)遇，在“卓越計劃”的大框架下，以卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)為指引，開展工科數(shù)學(xué)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。通過構(gòu)建工科數(shù)學(xué)系列課程的實(shí)踐教學(xué)體系，開展基礎(chǔ)訓(xùn)練、應(yīng)用訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練三個層次實(shí)踐教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力;通過改革教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié);通過改革教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的'動手能力和創(chuàng)新能力，為將學(xué)生培養(yǎng)成為卓越工程創(chuàng)新型人才打下堅實(shí)基礎(chǔ)。
教學(xué)活動中的兩個主體分別是教師和學(xué)生，雙方只有在共同參與、相互合作的條件下，才能相互促進(jìn)、相互提高，取得較好的課堂教學(xué)效果。
針對卓越工程師教育培養(yǎng)計劃中提出的強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，應(yīng)用型大學(xué)工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的重點(diǎn)是樹立學(xué)以致用的教學(xué)理念，構(gòu)建理論緊密聯(lián)系工程實(shí)際的教學(xué)體系，建立敢于創(chuàng)新的教育觀念，引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)方法，科學(xué)合理地選擇教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)創(chuàng)新人才的需要。
我國啟動的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。工科數(shù)學(xué)是卓越工程師教育中通識教育的重要組成部分，通識教育的質(zhì)量直接影響卓越工程師教育的質(zhì)量。
我國現(xiàn)行的工科數(shù)學(xué)教學(xué)中存在重理論、輕實(shí)踐，重課堂、輕課外，重講授、輕自學(xué)的問題，不利于現(xiàn)代工程人才的培養(yǎng)。針對這一現(xiàn)狀，本課題組的教師以“卓越計劃”的機(jī)遇，在“卓越計劃”的大框架下，以卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)為指引，開展工科數(shù)學(xué)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。通過構(gòu)建工科數(shù)學(xué)系列課程的實(shí)踐教學(xué)體系，開展基礎(chǔ)訓(xùn)練、應(yīng)用訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練三個層次實(shí)踐教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力;通過改革教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié);通過改革教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，為將學(xué)生培養(yǎng)成為卓越工程創(chuàng)新型人才打下堅實(shí)基礎(chǔ)。必須在卓越計劃下工科數(shù)學(xué)教學(xué)的深化改革與實(shí)踐。
參考文獻(xiàn)(略)
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